KR102157180B1 - Dust particle measuring system and measuring method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세먼지 측정 장치 및 그의 측정 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치는, 적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정하는 미세먼지 측정부; 및 상기 미세먼지 측정부에서 측정된 적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지의 개수 분포를 이용하여 상기 미세먼지 측정부에서 측정된 미세먼지의 크기보다 작은 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 연산하는 연산부를 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 0.3 마이크로미터 이상의 미세먼지를 측정하여 0.1 마이크로미터 이하의 미세먼지의 양을 측정할 수 있으므로, 초미세먼지의 측정에 필요한 비용을 최소화한 미세먼지 측정 장치를 제공하여 미세먼지 측정 장치를 보급화할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus for measuring fine dust and a method for measuring the same. The apparatus for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention includes: a fine dust measuring unit for measuring the number of fine dust having at least three types of sizes; And an operation unit that calculates the number of fine dusts having a size smaller than the size of the fine dusts measured by the fine dust measuring unit by using the distribution of the number of fine dusts having at least three sizes measured by the fine dust measuring unit. It may include. According to the present invention, since it is possible to measure the amount of fine dust of less than 0.1 micrometer by measuring fine dust of 0.3 micrometer or more, it is possible to measure fine dust by providing a fine dust measuring device that minimizes the cost required for the measurement of ultra fine dust. There is an effect that the device can be popularized.

Description

미세먼지 측정 장치 및 그의 측정 방법{DUST PARTICLE MEASURING SYSTEM AND MEASURING METHOD THEREOF}Fine dust measuring device and its measuring method {DUST PARTICLE MEASURING SYSTEM AND MEASURING METHOD THEREOF}

본 발명은 미세먼지 측정 장치 및 그의 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세먼지 및 초미세먼지에 의한 공기 오염도를 측정할 수 있는 미세먼지 측정 장치 및 그의 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring fine dust and a method for measuring the same, and more particularly, to an apparatus for measuring fine dust and a measuring method thereof capable of measuring the degree of air pollution by fine dust and ultrafine dust.

최근 기술이 발전됨에 따라 매연가스나 소각가스와 같은 각종 먼지의해 대기 오염에 대한 문제가 심각해지고 있다. 특히, 미세먼지는 크기가 2.5 마이크로미터 이하인 먼지이며, 이로 인해 인체의 코점막에서 걸러지지 못하고 그대로 폐포까지 침투되어 천식이나 폐질환 등의 질병을 유발하거나 또는 폐포를 통해 혈액 속으로 침투하여 각종 질병이 발생되는 원인을 제공한다.With the recent development of technology, the problem of air pollution caused by various kinds of dust such as soot gas or incineration gas has become serious. Particularly, fine dust is dust that is less than 2.5 micrometers in size, and because of this, it cannot be filtered out of the nasal mucosa of the human body and penetrates into the alveoli as it is, causing diseases such as asthma or lung disease, or penetrating into the blood through the alveoli. Gives the cause of this to occur.

따라서 이러한 미세먼지에 의해 공기의 오염도를 정확하게 측정하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.Therefore, various studies are being conducted to accurately measure the pollution degree of air by such fine dust.

한편, 상기와 같이 매연가스나 소각가스 등에 의해 발생되는 미세먼지 외에도 3D 프린터를 사용함에 따라 미세먼지가 발생할 수 있다. 특히, 3D 프린터를 사용할 때 발생되는 미세먼지는, 0.3 마이크로미터 이하의 미세먼지가 발생되기 때문에 3D 프린터를 사용할 때 발생하는 미세먼지에 의해 공기 오염도를 측정할 필요가 있다.Meanwhile, as described above, in addition to fine dust generated by soot gas or incineration gas, fine dust may be generated by using a 3D printer. Particularly, fine dust generated when using a 3D printer generates fine dust of less than 0.3 micrometers, so it is necessary to measure the degree of air pollution by fine dust generated when using a 3D printer.

그런데 시판되는 미세먼지 측정 장치의 경우, 0.3 마이크로미터 이하의 미세먼지를 측정할 수 있는 장비는, CPC(condensation particle counter) 등이 있으며, CPC는 독립적으로 입자의 수농도를 측정할 수 있고, 입자의 응축 성장을 통해 큰 입경으로 크기를 성장 시킨 다음 입자의 광산란 강도 측정을 통해 수농도로 산출하는 방식으로 미세먼지에 의한 공기 오염도를 측정할 수 있다. 이러한 CPC는 0.3 마이크로미터 이하의 미세먼지에 의한 공기 오염도를 측정할 수 있으며, 정확도가 높은 장점이 있다.However, in the case of a commercially available fine dust measuring device, equipment that can measure fine dust less than 0.3 micrometers is a condensation particle counter (CPC), and the CPC can independently measure the number of particles. It is possible to measure the air pollution degree by fine dust by growing the size to a large particle diameter through condensation growth of and then calculating the number of concentrations by measuring the light scattering intensity of the particles. This CPC can measure the degree of air pollution caused by fine dust of 0.3 micrometers or less, and has an advantage of high accuracy.

하지만, 상기와 같은 CPC는 측정 장치는 상당히 고가의 장치이기 때문에 보급형으로 이용되는 것이 어려운 문제가 있다.However, since the CPC as described above is a very expensive device, it is difficult to use it as a popular type.

대한민국 등록특허 제10-1912240호 (2018.10.22)Korean Patent Registration No. 10-1912240 (2018.10.22)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 낮은 비용으로 0.3 마이크로미터 이하의 미세먼지에 의한 공기 오염도를 측정할 수 있는 미세먼지 측정 장치 및 그의 측정 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a fine dust measuring apparatus and a measuring method thereof capable of measuring air pollution degree by fine dust of 0.3 micrometer or less at low cost.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치는, 적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정하는 미세먼지 측정부; 및 상기 미세먼지 측정부에서 측정된 적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지의 개수 분포를 이용하여 상기 미세먼지 측정부에서 측정된 미세먼지의 크기보다 작은 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 연산하는 연산부를 포함할 수 있다.A fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a fine dust measuring unit for measuring the number of fine dust having at least three types of sizes; And an operation unit that calculates the number of fine dusts having a size smaller than the size of the fine dusts measured by the fine dust measuring unit by using the distribution of the number of fine dusts having at least three sizes measured by the fine dust measuring unit. It may include.

상기 연산부는, 상기 미세먼지 측정부에서 측정된 적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수 분포를 이용하여 최소자승법을 통해 상기 미세먼지 측정부에서 측정된 미세먼지의 크기보다 작은 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 연산할 수 있다.The operation unit uses a distribution of the number of fine dusts having at least three types of sizes measured by the fine dust measurement unit, and uses the least squares method to determine a fine particle size smaller than the size of the fine dust measured by the fine dust measurement unit. You can calculate the number of dust.

상기 연상부는, 최소자승법을 통해 연산된 미세먼지에 대한 개수를 미세먼지를 발생시키는 미세먼지 발생 장치에서 발생된 미세먼지의 분포를 나타내는 볼츠만 평형 분포에 대응하여 연산할 수 있다.The associative unit may calculate the number of fine dusts calculated through the least squares method in response to a Boltzmann equilibrium distribution indicating a distribution of fine dusts generated by a fine dust generating device that generates fine dust.

상기 연산부에서 연산된 미세먼지 개수를 이용하여 미세먼지가 포함된 공기 오염도를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.The display unit may further include a display unit that displays an air pollution degree including fine dust by using the number of fine dust calculated by the operation unit.

상기 미세먼지 측정부는 0.3 마이크로미터 이상의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정할 수 있다.The fine dust measuring unit may measure the number of fine dust having a size of 0.3 micrometer or more.

상기 연산부는 0.3 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 연산할 수 있다.The calculator may calculate the number of fine dusts having a size of 0.3 micrometers or less.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법은, 적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정하는 단계; 상기 측정된 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 분포를 연산하는 단계; 상기 측정된 미세먼지에 대한 분포에 대해 최소자승법에 따른 추세선을 연산하는 단계; 및 상기 연산된 추세선을 이용하여 상기 측정된 미세먼지의 크기보다 작은 크기의 미세먼지에 대한 개수를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, a method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention includes: measuring the number of fine dust having at least three types of sizes; Calculating a distribution of the measured fine dust having three types of sizes; Calculating a trend line according to the least squares method for the measured distribution of fine dust; And calculating the number of fine dusts having a size smaller than the size of the measured fine dust using the calculated trend line.

상기 미세먼지에 대한 개수를 연산하는 단계는, 미세먼지를 발생시키는 미세먼지 발생 장치에서 발생된 미세먼지의 분포를 나타내는 볼츠만 평형 분포에 대응하여 연산할 수 있다.The step of calculating the number of fine dust may be performed in correspondence with a Boltzmann equilibrium distribution indicating a distribution of fine dust generated by a fine dust generating device generating fine dust.

상기 미세먼지에 대한 분포를 연산하는 단계는, 미세먼지 크기 및 개수의 분포가 로그스케일(log scale)로 표시될 수 있다.In the calculating of the distribution of the fine dust, the distribution of the size and number of the fine dust may be displayed on a log scale.

상기 볼츠만 평형 분포는 미세먼지 크기가 로그스케일로 표시되고, 상기 미세먼지 개수의 분포는 리니어스케일(linear scale)로 표시될 수 있다.In the Boltzmann equilibrium distribution, the size of fine dust may be expressed on a log scale, and the distribution of the number of fine dust may be expressed on a linear scale.

상기 미세먼지를 측정하는 단계에서, 측정되는 미세먼지는 0.3 마이크로미터 이상의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정할 수 있다.In the step of measuring the fine dust, the number of fine dusts having a size of 0.3 micrometers or more may be measured.

상기 미세먼지를 연산하는 단계에서, 연산되는 미세먼지는 0.3 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정할 수 있다.In the step of calculating the fine dust, the number of fine dusts having a size of 0.3 micrometer or less may be measured.

상기 미세먼지를 연산하는 단계에서, 연산된 미세먼지 개수를 이용하여 미세먼지가 포함된 공기 오염도를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the step of calculating the fine dust, the step of displaying an air pollution degree including the fine dust using the calculated number of fine dusts may be further included.

본 발명에 의하면, 0.3 마이크로미터 이상의 미세먼지를 측정하여 0.3 마이크로미터 이하의 미세먼지의 양을 측정할 수 있으므로, 초미세먼지의 측정에 필요한 비용을 최소화한 미세먼지 측정 장치를 제공하여 미세먼지 측정 장치를 보급화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since it is possible to measure the amount of fine dust of 0.3 micrometer or less by measuring fine dust of 0.3 micrometer or more, a fine dust measuring device that minimizes the cost required for the measurement of ultra fine dust is provided to measure fine dust. There is an effect that the device can be popularized.

더욱이, 0.3 마이크로미터 이상의 미세먼지의 측정을 통해 0.3 마이크로미터 크기 이하의 크기를 갖는 초미세먼지에 의한 공기 오염도를 산출할 수 있는 효과가 있다.Moreover, there is an effect of calculating the degree of air pollution by ultrafine dust having a size of 0.3 micrometer or less through measurement of fine dust of 0.3 micrometer or more.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치가 설치된 미세먼지 발생룸을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법에 따른 볼츠만 평형 분포를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법에 따른 볼츠만 평형 분포를 변환하여 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법에 따라 측정 및 산출된 결과를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a fine dust generating room in which a fine dust measuring device is installed according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an apparatus for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart illustrating a method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the Boltzmann equilibrium distribution according to a method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the transformation of the Boltzmann equilibrium distribution according to the method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a result measured and calculated according to a method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.A preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치가 설치된 미세먼지 발생룸을 예시적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a fine dust generating room in which a fine dust measuring device is installed according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 미세먼지 측정 장치(100)가 미세먼지 발생룸(200)에 설치된다. 미세먼지 발생룸(200)은 내부에 미세먼지가 발생되는 미세먼지 발생 장치(210)가 설치된다. 미세먼지 발생 장치(210)는, 3D 프린터 등일 수 있으며, 3D 프린터가 동작함에 따라 미세먼지 발생룸(200) 내에 다양한 크기의 미세먼지가 발생할 수 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus 100 for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention is installed in a fine dust generating room 200. The fine dust generating room 200 has a fine dust generating device 210 that generates fine dust therein. The fine dust generating device 210 may be a 3D printer, or the like, and as the 3D printer operates, fine dust of various sizes may be generated in the fine dust generating room 200.

3D 프린터는 입체 형태의 인쇄물을 생성하는 장치로, 적층형과 절삭형이 있으며, 적층형은, 아주 얇은 2차원 면을 층층이 쌓아올려 입체 형상을 인쇄하고, 절삭형은, 커다란 덩어리를 조각하듯이 깎아서 인쇄물을 생성한다. 이 과정에서 적층형 및 절삭형의 3D 프린터는 다양한 크기의 미세먼지가 생성될 수 있다. 특히, 3D 프린터를 이용할 때, 발생되는 미세먼지는 0.3 마이크로미터 이하의 미세먼지가 다수 발생할 수 있다. 또한, 3D 프린터가 동작하는 동안 VOC(volatile organic compound)가 발생할 수 있다.A 3D printer is a device that generates three-dimensional prints, and there are two types: stacking type and cutting type. The stacking type prints a three-dimensional shape by stacking a very thin two-dimensional surface layer by layer, and the cutting type prints out by carving out a large lump. Create In this process, the stacked and cut 3D printers can generate fine dust of various sizes. In particular, when a 3D printer is used, a large number of fine dusts of 0.3 micrometers or less may be generated in the generated fine dust. In addition, volatile organic compounds (VOCs) may occur while the 3D printer is operating.

따라서 3D 프린터가 동작하는 동안 미세먼지 발생룸(200)에 사용자가 있으며, 그로 인해 사용자의 인체에 미세먼지가 침투할 위험이 높다. 따라서 미세먼지 발생룸(200)에는 미세먼지 감쇄부(220)가 설치될 수 있다. 미세먼지 감쇄부(220)는, 필터 및 환풍기를 포함하고, 필터를 통해 미세먼지 발생룸(200)에 존재하는 미세먼지 및 VOC를 필터링하고, 필터링된 공기를 외부로 배출하는 역할을 한다. 그에 따라 미세먼지 감쇄부(220)는 미세먼지 발생룸(200) 내의 공기를 정화하는 역할을 한다.Therefore, there is a user in the fine dust generating room 200 while the 3D printer is operating, and there is a high risk of the fine dust penetrating into the user's human body. Therefore, the fine dust attenuating unit 220 may be installed in the fine dust generating room 200. The fine dust attenuating unit 220 includes a filter and a ventilator, filters fine dust and VOCs existing in the fine dust generating room 200 through the filter, and discharges the filtered air to the outside. Accordingly, the fine dust attenuating unit 220 serves to purify the air in the fine dust generating room 200.

상기와 같이, 미세먼지 감쇄부(220)를 이용하여 미세먼지 발생룸(200) 내의 공기를 정화하더라도 미세먼지 발생룸(200) 내의 공기 오염도를 확인할 필요가 있으므로, 미세먼지 측정 장치(100)가 미세먼지 발생룸(200) 내에 설치될 수 있다. 따라서 사용자는 미세먼지 측정 장치(100)에서 측정된 미세먼지에 의한 공기 오염도를 확인한 상태에서, 미세먼지 발생룸(200)에 출입할 필요가 있다. 또한, 필요에 따라 미세먼지 발생룸(200)의 출입문(230)은 미세먼지 측정 장치(100)에서 측정된 공기 오염도에 따라 출입문(230)이 잠기는 등의 동작이 이루어질 수 있다.As described above, even if the air in the fine dust generating room 200 is purified using the fine dust attenuating unit 220, it is necessary to check the air pollution level in the fine dust generating room 200, so that the fine dust measuring device 100 It may be installed in the fine dust generating room 200. Therefore, the user needs to enter the fine dust generating room 200 while checking the air pollution degree by the fine dust measured by the fine dust measuring device 100. In addition, if necessary, the door 230 of the fine dust generating room 200 may perform an operation such as locking the door 230 according to the air pollution level measured by the fine dust measuring device 100.

본 실시예에서, 이용되는 미세먼지 측정 장치(100)는, 상기와 같은 예시에서 설명한 바와 같이, 3D 프린터 등의 미세먼지 발생 장치(210)가 설치된 미세먼지 발생룸(200) 내에 설치될 수 있다. 이때, 3D 프린터 등에서 발생되는 미세먼지의 크기가 0.3 마이크로미터 이하의 미세먼지가 주로 발생되기 때문에 이를 측정하기 위해 고가의 CPC 기반의 미세먼지 측정 장치(100)가 이용되는 것이 쉽지 않다. 그러므로 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치(100)를 이용하여 미세먼지 발생룸(200)에서 발생된 0.3 마이크로미터 이하의 미세먼지에 의한 공기 오염도를 측정할 수 있다.In the present embodiment, the fine dust measuring device 100 used may be installed in the fine dust generating room 200 in which the fine dust generating device 210 such as a 3D printer is installed, as described in the above example. . At this time, it is not easy to use the expensive CPC-based fine dust measuring apparatus 100 to measure this because fine dust having a size of 0.3 micrometer or less is mainly generated. Therefore, it is possible to measure the degree of air pollution by fine dust of 0.3 micrometers or less generated in the fine dust generating room 200 by using the fine dust measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing an apparatus for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치(100)는, 미세먼지 측정부(110), 연상부 및 표시부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a fine dust measuring apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a fine dust measuring unit 110, an associative unit and a display unit 130.

미세먼지 측정부(110)는, 적어도 세 종류 이상의 크기를 갖는 미세먼지를 측정할 수 있다. 본 실시예에서, 미세먼지 측정부(110)는, 레이저 다이오드를 이용하여 빛의 산란을 통해 미세먼지를 측정하는 장치가 이용될 수 있다. 미세먼지 측정부(110)는, 광학 입자 계수기가 이용될 수 있으며, 광학 입자 계수기는 입자가 관측 체적(viewing volume)을 지나면서 산란시키는 빛의 양에 의거하여 입자의 광학적 크기 및 개수를 실시간을 측정할 수 있다.The fine dust measuring unit 110 may measure fine dust having at least three types or more. In this embodiment, the fine dust measuring unit 110 may use a device that measures fine dust through scattering of light using a laser diode. The fine dust measurement unit 110 may use an optical particle counter, and the optical particle counter measures the optical size and number of particles based on the amount of light scattered while passing through the viewing volume. Can be measured.

이러한 광학 입자 계수기에서 입자의 측정에 대해 설명하면, 샘플링된 입자는 관측 체적 내로 1개씩 공기와 같이 유입되고, 이때 입자는 빛을 산란시킨다. 이렇게 산란된 빛은 광학 입자 계수기의 집광 장치에 의해 모이며, 광 검출기(photo detector)로 전송되고, 광 검출기는 집광된 양에 비례하여 전기적인 신호를 발생시킨다. 그리고 광 검출기에서 발생된 전기적인 신호에 의해 펄스(pulse)의 높이는 펄스 파고 분석기(Pulse Height Analyzer, PHA)로 분석되어, 펄스의 파고에 따른 펄스의 개수로 나타난다. 그리고 펄스의 파고는 교정 데이터에 따라 입자의 크기로 변환되고, 펄스의 개수는 입자의 개수로 표시된다.In the description of the measurement of particles in such an optical particle counter, the sampled particles are introduced into the observation volume one by one as air, and the particles scatter light at this time. The scattered light is collected by a condensing device of an optical particle counter and transmitted to a photo detector, and the photo detector generates an electric signal in proportion to the condensed amount. In addition, the height of the pulse is analyzed by a pulse height analyzer (PHA) by the electric signal generated from the photo detector, and is expressed as the number of pulses according to the wave height of the pulse. And the wave height of the pulse is converted to the size of the particle according to the calibration data, and the number of pulses is expressed as the number of particles.

상기와 같이, 미세먼지 측정부(110)는, 입자의 크기에 따라 입자의 개수를 측정할 수 있다. 이때, 미세먼지 측정부(110)는 측정하고자 하는 입자의 크기에 따라 다수 개가 구비될 수 있다. 예컨대, 미세먼지 측정부(110)는, 0.3 마이크로미터, 0.5 마이크로미터, 1 마이크로미터 및 2.5 마이크로미터 크기의 미세먼지를 측정할 수 있다.As described above, the fine dust measuring unit 110 may measure the number of particles according to the size of the particles. In this case, a plurality of fine dust measuring units 110 may be provided according to the size of the particles to be measured. For example, the fine dust measuring unit 110 may measure fine dust of 0.3 micrometer, 0.5 micrometer, 1 micrometer, and 2.5 micrometers.

연산부(120)는 미세먼지 측정부(110)에서 측정된 미세먼지 크기에 따른 각 입자의 개수를 바탕으로, 0.3 마이크로미터 크기 이하의 입자의 개수를 산출하기 위해 구비된다. 본 실시예에서, 연산부(120)는 볼츠만 평형 분포를 이용하여 측정된 미세먼지 크기에 따른 각 입자의 개수를 이용하여 0.3 마이크로미터 크기 이하의 입자 개수를 산출한다. 이에 대한 자세한 사항은 후술한다.The calculation unit 120 is provided to calculate the number of particles less than or equal to 0.3 micrometers based on the number of particles according to the size of the fine dust measured by the fine dust measurement unit 110. In this embodiment, the calculation unit 120 calculates the number of particles less than or equal to 0.3 micrometers by using the number of each particle according to the size of the fine dust measured using the Boltzmann equilibrium distribution. Details about this will be described later.

표시부(130)는 미세먼지 측정부(110)에서 측정된 측정값 및 연산부(120)에서 연산된 연산값을 표시한다. 즉, 표시부(130)는 미세먼지 측정부(110)에서 측정된 미세먼지의 입자 크기 및 입자 크기에 따른 개수를 이용하여 단위 공기 부피 당 입자의 개수를 표시한다. 그리고 표시부(130)는 연산부(120)에서 연산된 0.3 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 미세먼지의 입자 크기 및 입자 크기에 따른 개수를 이용하여 단위 공기 부피 당 입자의 개수를 표시한다.The display unit 130 displays a measurement value measured by the fine dust measurement unit 110 and an operation value calculated by the operation unit 120. That is, the display unit 130 displays the number of particles per unit air volume using the particle size of the fine dust measured by the fine dust measurement unit 110 and the number according to the particle size. In addition, the display unit 130 displays the number of particles per unit air volume by using the particle size of fine dust having a size of 0.3 micrometer or less calculated by the operation unit 120 and the number according to the particle size.

따라서 표시부(130)를 통해 사용자는 공기 내에 포함됨 다양한 크기의 미세먼지에 대한 정보를 확인할 수 있다.Therefore, through the display unit 130, the user can check information on fine dust of various sizes contained in the air.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법을 도시한 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법에 따른 볼츠만 평형 분포를 도시한 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법에 따른 볼츠만 평형 분포를 변환하여 도시한 그래프이다. 그리고 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법에 따라 측정 및 산출된 결과를 설명하기 위한 도면이다.3 is a flow chart illustrating a method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention. 4 is a graph showing the Boltzmann equilibrium distribution according to a method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing a converted Boltzmann equilibrium distribution according to the method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention. It is a graph. And Figure 6 is a view for explaining the measurement and calculated results according to the fine dust measuring method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정 방법에 대해 설명하면서, 도 4 내지 도 6에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.With reference to FIG. 3, a method for measuring fine dust according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings shown in FIGS. 4 to 6.

먼저, 도 3을 참조하면, 미세먼지 측정 장치(100)는, 예컨대, 미세먼지 발생룸(200) 내의 공기에 포함된 미세먼지를 측정한다(S101). 이때, 본 실시예에서, 미세먼지 측정 장치(100)는, 미세먼지 측정부(110)에서, 적어도 세 개 이상의 종류에 대한 미세먼지를 측정한다. 그리고 본 실시예에 따른 미세먼지 측정 장치(100)는, 보급형으로 공급되기 위한 장치이므로, 0.3 마이크로미터 이상의 미세먼지에 대한 공기 오염도를 측정할 수 있는 장치가 이용된다. 따라서 미세먼지 측정 장치(100)는, 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 0.3 마이크로미터, 0.5 마이크로미터, 1 마이크로미터 및 2.5 마이크로미터 크기의 미세먼지에 대한 개수를 측정할 수 있다.First, referring to FIG. 3, the fine dust measuring apparatus 100 measures fine dust contained in air, for example, in the fine dust generating room 200 (S101 ). At this time, in the present embodiment, the fine dust measuring device 100 measures fine dust for at least three or more types in the fine dust measuring unit 110. In addition, since the fine dust measuring apparatus 100 according to the present embodiment is a device for supplying in a popular type, a device capable of measuring the air pollution degree of fine dust of 0.3 micrometer or more is used. Accordingly, the fine dust measuring apparatus 100 may measure the number of fine dusts having a size of 0.3 micrometer, 0.5 micrometer, 1 micrometer, and 2.5 micrometer, for example, as shown in FIG. 6.

상기와 같이, 측정된 미세먼지 크기에 대한 분포를 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 그래프로 표시한다(S102).As described above, the distribution of the measured fine dust size is displayed in a graph as shown in (b) of FIG. 6 (S102).

여기서, 미세먼지 크기 별 분포는 도 4에 도시된 바와 같은, 볼츠만 평형 분포에 따라 나타날 수 있다. 볼츠만 평형 분포는 도 4에 도시된 바와 같이, x축이 로그스케일(log scale)로 표시되고, y축이 리니어스케일(linear scale)로 표시된다. 따라서 미세먼지 입자의 크기에 따른 개수의 분포가 가우시안 분포로 표시될 수 있다.Here, the distribution of fine dust by size may appear according to the Boltzmann equilibrium distribution as shown in FIG. 4. In the Boltzmann equilibrium distribution, as shown in FIG. 4, the x-axis is represented by a log scale, and the y-axis is represented by a linear scale. Therefore, the distribution of the number according to the size of the fine dust particles can be expressed as a Gaussian distribution.

이렇게 y축이 리니어스케일로 표시된 미세먼지 입자 크기에 따른 개수의 분포에서 y축을 로그스케일로 변환을 하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 선형의 그래프로 변환할 수 있다.In this way, when the y-axis is converted to a logarithmic scale in the distribution of the number of fine dust particles according to the size of the fine dust particles indicated in the linear scale, it can be converted into a linear graph, as shown in FIG. 5.

여기서, 도 4 및 도 5에 도시된 그래프는 0.3 마이크로미터 이하의 크기를 직접 측정할 수 있는 미세먼지 측정 장치(100)로 측정된 실제 데이터일 수 있다.Here, the graphs shown in FIGS. 4 and 5 may be actual data measured by the fine dust measuring apparatus 100 capable of directly measuring a size of 0.3 micrometers or less.

따라서 본 실시예에서 미세먼지 측정 장치(100)는 연산부(120)에서 측정된 적어도 세 개의 크기를 갖는 미세먼지 입자에 대한 분포를 이용하여 미측정된 미세먼지의 크기에 대한 분포를 산출할 수 있다.Therefore, in this embodiment, the fine dust measuring apparatus 100 may calculate a distribution of the size of the unmeasured fine dust by using the distribution of the fine dust particles having at least three sizes measured by the operation unit 120. .

상기와 같이, 연산부(120)는 측정된 미세먼지 입자 크기에 따른 분포를 이용하여 최소자승법을 통해 추세선인 선형의 그래프를 도출할 수 있다(S103).As described above, the calculation unit 120 may derive a linear graph, which is a trend line, through the least squares method using a distribution according to the measured fine dust particle size (S103).

예컨대, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 0.3 마이크로미터, 0.5 마이크로미터, 1 마이크로미터 및 2.5 마이크로미터 크기에 따른 분포를 이용하여 연산부(120)는 최소자승법을 통해 도 6의 (b)에 도시된 바와 같은, 선형의 그래프를 산출할 수 있다.For example, as shown in Figure 6 (a), using the distribution according to the size of 0.3 micrometer, 0.5 micrometer, 1 micrometer, and 2.5 micrometers, the calculation unit 120 uses the least squares method in Figure 6(b). As shown in ), a linear graph can be calculated.

그리고 이렇게 산출된 선형 그래프로 나타나는 추세선을 이용하면 연산부(120)는 미측정된 미세먼지인 0.3 마이크로미터 크기의 입자 개수를 산출할 수 있다(S104). 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 측정된 미세먼지 입자의 분포를 이용하여 산출된 0.1 마이크로미터 크기의 미세먼지 입자는 1,905,460개로 산출될 수 있다.In addition, by using the trend line represented by the calculated linear graph, the calculation unit 120 may calculate the number of particles having a size of 0.3 micrometers, which are unmeasured fine dust (S104). As shown in (a) of FIG. 6, the number of fine dust particles of 0.1 micrometer size calculated using the measured distribution of fine dust particles may be calculated as 1,905,460.

이때, 산출된 0.1 마이크로미터 크기의 입자의 개수는 도 4에 도시된 바와 같이 실제 측정된 데이터에 대응해 보면, 거의 일치하는 결과가 나타나는 것을 확인할 수 있다.At this time, when the calculated number of particles having a size of 0.1 micrometer corresponds to the actually measured data as shown in FIG. 4, it can be seen that almost identical results appear.

그리고 미세먼지 측정부(110)에서 측정된 미세먼지 입자 크기에 따른 공기 오염도 및 연산부(120)에서 연산된 미세먼지 입자 크기에 대한 공기 오염도가 표시부(130)를 통해 표시된다(S105). 이때, 본 단계에서, 표시되는 미세먼지 입자 크기에 대한 공기 오염도의 표시는 연산부(120)에서 연산된 미측정 미세먼지에 대한 공기 오염도만 표시될 수 있으며, 선택적으로 미세먼지 측정부(110)에서 측정된 미세먼에 대한 공기 오염도도 표시될 수 있다.In addition, the air pollution degree according to the fine dust particle size measured by the fine dust measuring unit 110 and the air pollution degree with respect to the fine dust particle size calculated by the calculating unit 120 are displayed through the display unit 130 (S105). At this time, in this step, the display of the air pollution degree for the displayed fine dust particle size may only display the air pollution degree for the unmeasured fine dust calculated by the operation unit 120, and optionally, the fine dust measurement unit 110 The air pollution degree for the measured fine dust can also be displayed.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.As described above, a detailed description of the present invention has been made by an embodiment with reference to the accompanying drawings, but the above-described embodiment has been described with reference to a preferred example of the present invention, so that the present invention is limited to the above embodiment. It should not be understood, and the scope of the present invention should be understood as the following claims and equivalent concepts.

100: 미세먼지 측정 장치
110: 미세먼지 측정부
120: 연산부
130: 표시부
200: 미세먼지 발생룸
210: 미세먼지 발생 장치
220: 미세먼지 감쇄부
230: 출입문100: fine dust measuring device
110: fine dust measuring unit
120: operation unit
130: display
200: fine dust generating room
210: fine dust generating device
220: fine dust attenuation unit
230: entrance door

Claims (13)

적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정하는 미세먼지 측정부; 및
상기 미세먼지 측정부에서 측정된 적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지의 개수 분포를 이용하여 최소자승법을 통해 상기 미세먼지 측정부에서 측정된 미세먼지의 크기보다 작은 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 연산하는 연산부를 포함하고,
상기 연산부는, 최소자승법을 통해 연산된 미세먼지에 대한 개수를 미세먼지를 발생시키는 미세먼지 발생 장치에서 발생된 미세먼지의 분포를 나타내는 볼츠만 평형 분포에 대응하여 연산하는 미세먼지 측정 장치.Fine dust measuring unit for measuring the number of fine dust having at least three types of size; And
Using the distribution of the number of fine dusts having at least three sizes measured by the fine dust measuring unit, the number of fine dusts having a size smaller than the size of fine dust measured by the fine dust measuring unit is determined through the least squares method. It includes an operation unit to calculate,
The calculation unit calculates the number of fine dusts calculated through the least squares method in response to a Boltzmann equilibrium distribution indicating a distribution of fine dust generated by a fine dust generating device generating fine dust. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 연산부에서 연산된 미세먼지 개수를 이용하여 미세먼지가 포함된 공기 오염도를 표시하는 표시부를 더 포함하는 미세먼지 측정 장치.The method according to claim 1,
Fine dust measuring apparatus further comprising a display unit for displaying the degree of air pollution including fine dust by using the number of fine dust calculated by the calculation unit. 청구항 1에 있어서,
상기 미세먼지 측정부는 0.3 마이크로미터 이상의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정하는 미세먼지 측정 장치.The method according to claim 1,
The fine dust measuring unit is a fine dust measuring device for measuring the number of fine dust having a size of 0.3 micrometer or more. 청구항 1에 있어서,
상기 연산부는 0.3 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 연산하는 미세먼지 측정 장치.The method according to claim 1,
The operation unit is a fine dust measuring device for calculating the number of fine dust having a size of 0.3 micrometers or less. 적어도 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정하는 단계;
상기 측정된 세 종류의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 분포를 연산하는 단계;
상기 측정된 미세먼지에 대한 분포에 대해 최소자승법에 따른 추세선을 연산하는 단계; 및
상기 연산된 추세선을 이용하여 상기 측정된 미세먼지의 크기보다 작은 크기의 미세먼지에 대한 개수를 연산하는 단계를 포함하고,
상기 미세먼지에 대한 개수를 연산하는 단계는, 미세먼지를 발생시키는 미세먼지 발생 장치에서 발생된 미세먼지의 분포를 나타내는 볼츠만 평형 분포에 대응하여 연산하는 미세먼지 측정 방법.Measuring the number of fine dust having at least three kinds of sizes;
Calculating a distribution of the measured fine dust having three types of sizes;
Calculating a trend line according to the least squares method for the measured distribution of fine dust; And
Comprising the step of calculating the number of fine dust having a size smaller than the size of the measured fine dust using the calculated trend line,
In the calculating of the number of fine dust, the method for measuring fine dust is calculated in response to a Boltzmann equilibrium distribution indicating a distribution of fine dust generated by a fine dust generating device that generates fine dust. 삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 미세먼지에 대한 분포를 연산하는 단계는, 미세먼지 크기 및 개수의 분포가 로그스케일(log scale)로 표시된 분포인 미세먼지 측정 방법.The method of claim 7,
In the calculating of the distribution of the fine dust, the distribution of the size and number of the fine dust is a distribution indicated by a log scale. 청구항 9에 있어서,
상기 볼츠만 평형 분포는 미세먼지 크기가 로그스케일로 표시되고, 상기 미세먼지 개수의 분포는 리니어스케일(linear scale)로 표시된 미세먼지 측정 방법.The method of claim 9,
In the Boltzmann equilibrium distribution, the size of the fine dust is displayed on a log scale, and the distribution of the number of the fine dust is displayed on a linear scale. 청구항 7에 있어서,
상기 미세먼지를 측정하는 단계에서, 측정되는 미세먼지는 0.3 마이크로미터 이상의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정하는 미세먼지 측정 방법.The method of claim 7,
In the step of measuring the fine dust, the fine dust measurement method of measuring the number of fine dust having a size of 0.3 micrometer or more. 청구항 7에 있어서,
상기 미세먼지를 연산하는 단계에서, 연산되는 미세먼지는 0.3 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 미세먼지에 대한 개수를 측정하는 미세먼지 측정 방법.The method of claim 7,
In the step of calculating the fine dust, the calculated fine dust is a method of measuring the number of fine dust having a size of 0.3 micrometers or less. 청구항 7에 있어서,
상기 미세먼지를 연산하는 단계에서, 연산된 미세먼지 개수를 이용하여 미세먼지가 포함된 공기 오염도를 표시하는 단계를 더 포함하는 미세먼지 측정 방법.The method of claim 7,
In the step of calculating the fine dust, the method of measuring fine dust further comprising the step of displaying the degree of air pollution including the fine dust by using the calculated number of fine dusts.
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